第02章 基本放大电路(第1部分).ppt

1、第二章 基本放大电路,2.2 单管共射放大电路的工作原理,2.3 放大电路的图解分析法,2.4 放大电路的模型分析法,2.5 共集和共基放大电路及BJT电流源电路,2.1 放大电路的基本概念及性能指标,2.1 放大电路的概念及主要性能指标,一.放大的概念,放大把微弱的电信号的幅度放大。 一个微弱的电信号通过放大器后，输出电压或电流的幅值得到了放大，但它随时间变化的规律不能变，即不失真。,二.放大电路的主要技术指标,1.放大倍数表示放大器的放大能力,根据放大电路输入信号的条件和对输出信号的要求，放大器可分为四种类型，所以有四种放大倍数的定义。,（1）电压放大倍数定义为: AU=uo/ui,（2）

2、电流放大倍数定义为: AI=io/ii,（3）互阻增益定义为: Ar=uo/ii,（4）互导增益定义为: Ag=io/ui,2. 输入电阻Ri从放大电路输入端看进去的等效电阻,Ri=ui / ii,一般来说， Ri越大越好。 （1）Ri越大，ii就越小，从信号源索取的电流越小。 （2）当信号源有内阻时， Ri越大， ui就越接近uS。,3. 输出电阻Ro从放大电路输出端看进去的等效电阻,输出电阻是表明放大电路带负载能力的，Ro越小，放大电路带负载的能力越强，反之则差。,输出电阻的定义：,4. 通频带,通频带：,fbw=fHfL,放大倍数随频率变化曲线幅频特性曲线,5. 非线性失真系数D,定义：

3、输出波形中的谐波成分总量与基波成分之比。,设基波幅值为A1，谐波幅值分别为A2 、A3 、，则,6. 最大不失真输出电压,定义：当输入电压再增加就会使输出波形产生非线性失真时的输出电压。,有效值：,最大值：,峰峰值：,7. 最大输出功率与效率,定义1：在输出信号不失真的情况下，负载上能够获得的最大功率 。,定义2：最大输出功率 与直流电源提供的总功率 之比。,2.2 基本（单管）共射放大电路的工作原理,2.2.1基本共射放大电路的组成及各元件的作用,VCC,VBB,Rb,Rc,T,耦合电容： 电解电容，有极性， 大小为10F50F,作用：隔直通交隔离输入输出与电路直流的联系，同时能使信号顺利输

4、入输出。,+,+,基本放大电路的习惯画法,一、静态工作点Ui=0时电路的工作状态,ui=0时,由于电源的存在，电路中存在一组直流量。,ICQ,+ UBEQ -,+ UCEQ -,2.2.2设置静态工作点的必要性,由于(IBQ,UBEQ) 和( ICQ,UCEQ )分别对应于输入、输出特性曲线上的一个点，所以称为静态工作点。,画出放大电路的直流通路,二、 静态工作点的估算,将交流电压源短路，将电容开路。,直流通路的画法：,画直流通路：,Rb称为偏置电阻，IB称为偏置电流。,用估算法分析放大器的静态工作点（ IBQ、UBEQ、ICQ、UCEQ）,ICQ= IB,例：用估算法计算静态工作点。,已知：

5、VCC=12V，RC=4K，Rb=300K ，=37.5。,解：,请注意电路中IBQ和ICQ的数量级,三为什么要设置静态工作点,只有在 时晶体管才能导通，其它时间处于 截止状态，导致输出波形严重失真。所以必须设置静态工作 点,放大电路建立正确的静态工作点，是为了使三极管工作在线性区，以保证信号不失真。,放大电路处于静态。,2.2.3 基本共射放大电路的工作原理及波形分析,1）,UCE（-ICRc）,2）u i0 （加入交流信号）,UBE,IB,IC（bIB）,电压放大倍数：, uo,ui,结论：（1）放大电路中的信号是交直流共存，可表示成：,虽然交流量可正负变化，但瞬时量方向始终不变,（2）输

6、出uo与输入ui相比，幅度被放大了，频率不变，但相位相反。,IBQ,ICQ,UCEQ,2.3 放大电路的分析方法,一.静态分析（求静态工作点Q点）,二. 动态分析,求放大器的电压放大倍数、输入电阻、输出电阻。,（1）近似估算,（2）图解法,（1）等效电路法,（2）图解法,2.3.1 直流通路与交流通路,直流通路,交流通路,直流通路,交流通路,iC=f(uCE) iB=40A,M(VCC,0),(12 , 0),(0 , 3),直流负载线,斜率：,UCEQ 6V,ICQ 1.5mA,Q,一、 用图解法分析放大器的静态工作点,2.3.2. 图解法,1. 交流放大原理（设输出空载）,假设在静态工作点

7、的基础上，输入一微小的正弦信号 ui,静态工作点,二. 用图解法分析放大器的动态工作情况,注意：uce与ui反相！,各点波形,uo比ui幅度放大且相位相反,2. 交流放大原理（输出端加负载）,画出交流通路,3.交流负载线,输出端接入负载RL：不影响Q 影响动态！,交流负载线,其中：,交流负载线的作法：,直流负载线方程：,交流负载线方程：,斜 率为-1/RL （ RL=RLRc）,斜 率为-1/RC,（1）先作直流负载线。,（2）再作交流负载线。,交流负载线通过Q点。,注意： （1）交流负载线是有交流 输入信号时工作点的运动轨迹。,（2）空载时，交流负载线与直流负载线重合。,uo,可输出的最大不

8、失真信号,（1）合适的静态工作点,4非线性失真与Q的关系,uo,（2）Q点过低信号进入截止区,称为截止失真,信号波形,uo,（3）Q点过高信号进入饱和区,称为饱和失真,信号波形,截止失真和饱和失真统称“非线性失真”,2.4 放大电路的交流模型分析法,思路：将非线性的BJT等效成一个线性电路,条件：交流小信号,1、简化的h参数等效电路,得三极管简化的h参数等效电路。,2. 放大器的交流分析（动态分析）,1. 画出放大器的微变等效电路,（1）画出放大器的交流通路,（2）将交流通路中的三极管用h参数等效电路代替,2、电压放大倍数的计算：,负载电阻越小，放大倍数越小。,电路的输入电阻越大，从信号源取得

9、的电流越小，因此一般总是希望得到较大的的输入电阻。,3、输入电阻的计算：,根据输入电阻的定义：,所以：,4、输出电阻的计算：,根据定义：,定义：,当信号源有内阻时：,由图知：,所以：,例2.4.1 共射放大电路如图所示。设：VCC12V，Rb=300k,Rc=3k, RL=3k,BJT的b =60。,1、试求电路的静态工作点Q。,解：,2、估算电路的电压放大倍数、输入电阻Ri和输出电阻Ro。,解：画微变等效电路,Ri=rbe/Rbrbe=863,Ro=Rc=3k,3. 若输出电压的波形出现如 下失真 ，是截止还是饱和 失真？应调节哪个元件？如何调节？,解：为截止失真。 应减小Rb。,例2.4.

10、2 在图示电路中。设：VCC12V，Rb=510k,Rc=3k, 晶体管的 ， b =80 ， UBEQ0.7V ；RL=3k。,（1）求出电路的,（2）若所加信号源内阻Rs为2k，求出 。,解：（1）,（2）,对于前面的电路（固定偏置电路）而言，静态工作点由UBE、和ICEO决定，这三个参数随温度而变化。,2.4 放大电路静态工作点的稳定,一、 温度对静态工作点的影响,1、温度对UBE的影响,2、温度对值及ICEO的影响,（1） 结构及工作原理,二. 典型的静态工作点稳定电路,选I1IBQ I1 I2,静态工作点稳定过程：,UBE=UB-UE,UBQ稳定,=UB - IE Re,IBQ=IC

11、Q/,UCEQ = VCC - ICQRC,ICQ IEQ =UEQ/Re,UEQ = UBQ- UBEQ,= （UBQ- UBEQ）/ Re,- IEQRe,= VCC ICQ（ RC + Re ）,（2）直流通路及静态工作点估算:,将电容短路,直流电源短路，画出电路的交流小信号等效电路。,（3）动态分析：,电压放大倍数：,输出电阻：,输入电阻：,思考：若在Re两端没有并联电容Ce是否会对Au、Ri、Ro产生影响？,电压放大倍数：,输入电阻：,输出电阻：,2.5.1 基本共集电极放大电路,一. 电路组成：,2.5 晶体管单管放大电路的三种基本接法,二. 静态分析：,三. 动态分析：,射极输出器的特点：电压放大倍数=1， 输入阻抗高，输出阻抗小。,射极输出器的应用,1、放在多